[发明专利]波导单元格中全息光栅高吞吐量记录的系统和方法

说明书

根据本发明的各种实施例，能够使用许多不同的方法和系统来在波导单元格中记录全息体积光栅。一个实施例包括一种全息记录系统，该全息记录系统包括被配置为发射记录光束的至少一个激光源，以及被配置为在第一位置和第二位置之间移动的可移动平台，其中，当可移动平台处于第一位置时，所述至少一个激光源被配置为朝着一个或多个站的第一集合发射一个或多个记录光束的第一集合，并且当可移动平台处于第二位置时，所述至少一个激光源被配置为朝着一个或多个站的第二集合发射一个或多个记录光束的第二集合。

技术领域

本发明一般而言涉及用于记录光栅的过程和装置，并且更具体而言涉及用于在波导单元格中记录全息体积光栅的过程和装置。

背景技术

波导可以称为具有限制和引导波的能力的结构(即，限制波可以在其中传播的空间区域)。一个子类包括光波导，它是能够引导电磁波的结构，通常是那些在可见光谱中的电磁波。波导结构可以被设计成使用许多不同的机构来控制波的传播路径。例如，可以将平面波导设计成利用衍射光栅衍射入射光并将入射光耦合到波导结构中，使得入射耦合光可以经由全内反射(“TIR”)在平面结构内继续传播。

制造波导可以包括允许在波导内记录全息光学元件的材料系统的使用。一类这样的材料包括聚合物分散的液晶(“PDLC”)混合物，它是包含可光聚合单体和液晶的混合物。这样的混合物的另一个子类包括全息聚合物分散的液晶(“HPDLC”)混合物。可以将诸如体积相光栅之类的全息光学元件，通过用两个相互相干的激光束照明材料记录在这种液体混合物中。在记录过程期间，单体聚合和混合物进行光聚合诱导的相分离，从而创建液晶微滴密集填充的区域，其间散布着透明聚合物区域。交替的富含液晶区域和缺乏液晶区域形成光栅的条纹平面。

可以考虑将诸如上述的波导光学器件用于一系列显示器和传感器应用。在许多应用中，包含一个或多个编码多种光学功能的光栅层的波导可以使用各种波导体系架构和材料系统来实现，从而在增强现实(“AR”)和虚拟现实(“VR”)的近眼显示器、航空和公路运输的紧凑型平视显示器(“HUD”)以及用于生物识别和激光雷达(“LIDAR”)应用的传感器领域实现新的创新。

发明内容

一个实施例包括一种全息记录系统，该全息记录系统包括被配置为发射记录光束的至少一个激光源、被配置为容纳波导单元格的第一集合的一个或多个站的第一集合、被配置为容纳波导单元格的第二集合的一个或多个站的第二集合，以及被配置为在第一位置和第二位置之间移动的可移动平台，其中，当可移动平台处于第一位置时，至少一个激光源被配置为朝着一个或多个站的第一集合发射一个或多个记录光束的第一集合，并且当可移动平台处于第二位置时，至少一个激光源被配置为朝着一个或多个站的第二集合发射一个或多个记录光束的第二集合。

在另一个实施例中，全息记录系统还包括多个反射镜，其中，当可移动平台处于第一位置时，至少一个激光源被配置为通过使用多个反射镜指引一个或多个记录光束的第一集合来朝着一个或多个站的第一集合发射一个或多个记录光束的第一集合。

在另一个实施例中，其中一个或多个记录光束的第一集合包括第一记录光束和第二记录光束。

在又一个实施例中，至少一个激光源包括第一激光源和第二激光源，并且当可移动平台处于第一位置时，第一激光源被配置为朝着一个或多个站的第一集合发射第一记录光束，并且第二激光源被配置为朝着一个或多个站的第二集合发射第二记录光束。

在又一个实施例中，全息记录系统还包括分束器，其中至少一个激光源被配置为通过朝着分束器发射初始光束来发射第一和第二记录光束。

在又一个实施例中，一个或多个站的第一集合包括第一站，并且当可移动平台处于第一位置时，至少一个激光源被配置为朝着第一站发射第一和第二记录光束。

在又一个实施例中，一个或多个站的第一集合包括第一站和第二站，并且当可移动平台处于第一位置时，至少一个激光源被配置为朝着第一站发射第一记录光束并且朝着第二站发射第二记录光束。